Cristallografia e laboratorio

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
9
Crediti massimi
84
Ore totali
SSD
GEO/06
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Conoscenza e capacità di comprensione, costruite sugli insegnamenti base del triennio, volte allo studio e descrizione della materia cristallina e il suo studio mediante le tecniche di diffrazioni, fornendo le competenze per identificare, descrivere e fare ricerca sullo stato cristallino dei materiali geologici.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: l'insegnamento fornisce capacità di riconoscere e descrivere appropriatamente la periodicità e la simmetria e di identificarla mediate il supporto della diffrazione fornendo un supporto alle discipline di Scienze della Terra, che necessitano della conoscenza delle proprietà dello stato cristallino dei geomateriali.
Autonomia di giudizio: L'insegnamento fornisce la capacità di affrontare i problemi cristallografici con una impostazione che permette l'analisi e la gestione della complessità dei processi della interazione radiazione-materia. Si raggiunge la capacità di comprendere e analizzare con spirito critico i processi che producono i risultati esperimentali osservati negli esperimenti di diffrazione, così come la padronanza della accuratezza/attendibilità dei dati esperimentali.
Abilità comunicative: Il corso prevede l'acquisizione della conoscenza della terminologia internazionale, comprensiva di simboleggiatura e termini in lingua inglese, permettendo di comunicare in modo universale i problemi e i fenomeni legati a alla simmetria dei materiale e il suo studio mediante tecniche di diffrazione.
Capacità di apprendere: lo studente sarà in grado di estendere le conoscenze acquisite per poter affrontare ricerca in ambito cristallografico in modo indipendente, sia in contesto geologico e di materiali inorganici sintetici (proxies mineralogici).

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
GEO/06 - MINERALOGIA - CFU: 9
Esercitazioni: 36 ore
Lezioni: 48 ore
Programma
Cristallografia

A. Simmetria dei cristalli
Operazioni di simmetria. Reticoli. Gruppi puntuali e classi di simmetria. Sistemi di simmetria. Reticoli di Bravais. Gruppi spaziali (2D, 3D). Teoria di gruppi. Tabelle Internazionali. Rappresentazione matriciale degli operatori di simmetria. Reticolo reciproco.
B. Diffusione di raggi X
Concetto di diffrazione. Cenni storici. Interazione radiazione-matteria: diffusione coerente e incoerente; assorbimento e fluorescenza. Diffusione, fattore di diffusione. Fattore di temperatura. Fattore di struttura. Equazione di Bragg. Sfera di Ewald. Simmetria nello spazio reciproco. Determinazione del gruppo spaziale (assenze sistematiche). Teoria dinamica della diffrazione. Sintesi di Fourier e metodi per risolvere il problema della fase. Completamento della struttura. Raffinamento strutturale.
C. Tecniche sperimentali
Sorgenti di raggi-X: convenzionali. Sincrotrone. Filtri, monocromatori, collimatori e rivelatori.
Diffrazione di Cristallo singolo. Diffrazione di Polvere. Diffrazioni di elettroni. Diffrazione di neutroni.
Propedeuticità
Sono propedeuticità consigliate gli insegnamenti fondamentali di carattere mineralogico, matematico, fisico e chimico del triennio di Scienze Geologiche
Prerequisiti e modalità di esame
E' opportuno avere una opportuna formazione in calcolo matriciale e vettoriale e fisica delle onde. La verifica avviene attraverso un esame che consiste di una prova scritta e di una prova (discussione) orale, entrambe obbligatorie:
La prova scritta punta ad accertare le conoscenze di base acquisite durante le lezioni teoriche e le esercitazioni di laboratorio attraverso (a) la soluzione di esercizi di tipo applicativo, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle esercitazioni, (b) un test a risposta multipla.
La discussione orale, partendo dai contenuti della prova scritta, verte su tutti gli argomenti trattati nel corso.


Modalità di esame: Scritto e Orale; Modalità di frequenza: Fortemente consigliata; Modalità di erogazione: Tradizionale
Metodi didattici
Modalità di esame:
Scritto e orale
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata
Modalità di erogazione:
Tradizionale
Materiale didattico e bibliografia
Giacovazzo C. et al. (2011) Fundamentals of crystallography. 3rd Edition. IUCr, Oxford Science Publications, Oxford. (capitoli 1, 3 e 5 + alcuni aspetti trattati nel 6)
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
9:00 - 10:00 AM
Via Botticelli 23, primo piano
Ricevimento:
sempre, con email di richiesta/conferma
ufficio, primo piano di via Botticelli 23